Зміст
Введення
. Походження ударних хвиль
. Термодинаміка ударних хвиль
. Ударна хвиля на прикладі поршня з газом
. Ударна хвиля на прикладі фотонного кристала
. Детонація
. Акустичний удар
. Звуковий бар'єр
. Ударна хвиля, викликана літальним апаратом
. Хвильовий криза
. Ефект Прандтля-Глоерта
Список літератури та Інтернет-ресурсів
Введення
Ударна хвиля - поверхня розриву, яка рухається відносно газу і при перетині якої відчувають стрибок параметри тиску, щільності, температури і швидкості речовини. Не слід плутати з хвилею від удару, це не одне і те ж.
Оскільки надалі неодноразово доведеться звернутися до параметру швидкості звуку в середовищі, слід ввести поняття числа Маха - відношення швидкості руху в середовищі до швидкості поширення звуку в цьому ж середовищі. Таким чином, якщо прийняти швидкість звуку в повітрі при 20 градусах Цельсія як 340 м/с, то при числі Маха 2,5 швидкість об'єкта (наприклад, літака або потоку реактивного струменя) складе 850 м/с.
хвильового? й фронт - це поверхня, до якої дійшли коливання до даного моменту часу. Хвильовий фронт є окремим випадком хвильової поверхні.
1.Проісхожденіе ударних хвиль
Звук lt; # 13 src= doc_zip1.jpg / gt;
і висловити швидкість в останній рівності через швидкісний напір, одержимо рівняння:
Виключаючи з нього j за допомогою рівності, відомого під назвою пряма Релея-Міхельсона:
приходимо до співвідношення Рaнкіна-Гюгоньо:
Ударні хвилі не мають властивість адитивності в тому сенсі, що термодинамічний стан середовища, що виникає після проходження однієї ударною хвилею можна отримати послідовним пропусканням двох ударних хвиль меншої інтенсивності.
. Ударна хвиля в фотонному кристалі
Фотонний кристал прозорий для червоного світла, але відображає все більш високі частоти.
Ударна хвиля рухається крізь кристал назустріч світлу. Частина кристала, яка стискається під дією ударної хвилі, ставати прозорою для зеленого світла, і не пропускає більш низькі частоти.
Відбиваючись від фронту ударної хвилі, завдяки ефекту Доплера червоне світлове випромінювання зміщується вгору по частоті. Нова частота миттєво відбивається назад недеформованою частиною кристала. Після багаторазових відбиттів частота зростає до тих пір, поки випромінювання не покине кристал крізь деформовану ударною хвилею область.
. Ударна хвиля на прикладі поршня з газом
Якщо спочатку покоївся поршень миттєво приходить в рух з постійною швидкістю і, то відразу ж безпосередньо перед ним виникає ударна хвиля. Швидкість її поширення D по необуреному газу постійна і більше U. Тому відстань між поршнем і ударною хвилею збільшується пропорційно часу руху.
Швидкість газу за ударною хвилею збігається зі швидкістю поршня.
Якщо поршень розганяється до швидкості і поступово, то ударна хвиля утворюється не відразу. Спочатку виникає хвиля стиснення з безперервним розподілом щільності і тиску. З плином часу крутизна хвилі стиску наростає, т. К. Обурення від прискорюється поршня наздоганяють її і підсилюють, приводячи у результаті до розриву безперервності всіх гідродинамічних величин і до утворення ударної хвилі.
Ударна адіабата зі зламом або з перегином (штрихова лінія в точці 2); р, V-тиск і обсяг речовини. Точка 1 відповідає стану речовини перед ударною хвилею, точка 3 - після проходження.
Слід окремо зазначити, що ми розглядаємо адіабатичний процес з точки зору мікротермодінамікі, тому ударна адіабата відрізняється за виглядом від адіабати звичайної.
5.Детонація
Детонація - гідродинамічний хвильової процес поширення по речовині зони хімічної реакції з надзвуковою швидкістю.
Інше визначення -сверхзвуковой lt; # 41 src= doc_zip12.jpg / gt;
де:
: кут Маха
: швидкість звуку
: швидкість потоку
: число Маха
У електродинаміки конусу Маха відповідає «конус Черенкова» - конічна обвідна випромінювання Черенкова, що виникає при русі в середовищі елементарної частинки зі швидкістю, що перевищує швидкість поширення світла в середовищі.
lt; = Gt;
До носа літака тиск зростає, зменшуючис...
